автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка автоматизированного метода расчета технологических параметров изготовления тканей

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Анализ литературных источников

1.1.1 Работы по оптимизации технологического процесса ткачества 7 1 12 Работы по анализу напряженно-деформированного состояния нитей на ткацком станке

1.1.3 Работы по выявлению функциональной взаимосвязи между технологическими параметрами и параметрами строения тканей

1.1.4 Работы по методам проектирования тканей по заданным параметрам

12 Теоретическая и экспериментальная базы исследования

13 Задачи исследования 29 Выводы по главе

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА НАПРЯЖЕННОСТИ ЗАПРАВКИ ТКАЦКИХ

СТАНКОВ

2.1 Существующие методы расчета напряженности заправки ткацких станков

2.2 Расчет повреждаемости нитей основы на основе критерия длительной прочности Бейли

2.3 Расчет повреждаемости нитей основы по критерию В.В.Москвитина

2.4 Сравнительный анализ повреждаемости и обрывности основных нитей 52 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАТЯЖЕНИЯ ОСНОВНЫХ И УТОЧНЫХ

НИТЕЙ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ТКАНИ

ЗАДАННОГО СТРОЕНИЯ 56 3.1 Взаимосвязь между параметрами строения тканей и технологическими параметрами в процессе фронтального прибоя утка к опзлшке ткани

3.2 Взаимосвязь между параметрами строения суровой и готовой ткани и параметрами ее заправки на ткацком станке

3.3 Учет вязкоупругих параметров в процессе прибоя утка

3.4 Методржа расчета натяжения основы и утка в процессе фронтального прибоя для получения тканей заданного строения

3.5 Расчет натяжения основы и утка в процессе фронтального прибоя для тканей вырабатываемых на АО «Глуховский текстиль»

3.6 Исследование свойств тканей 93 Выводы по главе

ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ НАПРЯЖЕННО - ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ НИТЕЙ НА ТКАЦКОМ СТАНКЕ

4.1 Расчет деформации и натяжения основных нитей за один оборот главного вала ткацкого стаипса

4.2 Расчет деформации и натяжения основных нитей по глубине заправки ткацкого станка

4.3 Взаимосвязь деформации и натяжения уточных нитей на станке

Выводы по главе

В годы реформирования экономики в текстильной и легкой промышленности России произошло беспрецедентное падение объемов производства, ухудшилось финансово-экономическое положение предприятий, многие из которых оказались на грани банкротства. Кризисное состояние отрасли, в котором она оказалась после 1991г., обусловлено следуюпщми причинами: дефицит оборотных средств у предприятий, связанный с опережающим ростом цен на сырьевые ресурсы, электроэнергию и топливо по сравнению с ростом цен на готовые изделия; технологическая отсталость производства и, как следствие, низкое качество продукции; острая конкуренция со стороны импортных товаров и отсутствие защитных мер по отношению к отечественным производителям; потеря отечественных источников сырья; резкое сокращение потребления отечественной продукции из-за снижения платежеспособного спроса населения; неподготовленность производственных кадров и управленческого персонала к переходу на рыночные отношения; малоэффективная налоговая политика.

В издержках производства текстильных предприятий резко возрос удельный вес топлива - за 1990-1997гг. в 5,4 раза, электроэнергии - в 3,7 раза, а сырья - понизился в 1,9 раза. В результате роста цен отечественные текстильные товары стали неконкурентоспособными.

Снижение роли отрасли на внутреннем рынке обусловило падение объемов текстильной продукции: объем выпуска тканей уменьшился более чем в 5 раз, трикотажных изделий - в 10 раз, чулочно-носочных - в 3,5 раза.

В 1998-2001гг. в текстильной и легкой промышленности сложился ряд положительных тенденций. Так, значительно улучшается качество и расширяется ассортимент выпускаемой продуьсции. Благодаря этому импортные аналоги вытесняются с отечественного рынка.

Поэтому, на данном этапе развития ткацкого производства особо остро стоит задача выработки ассортимента тканей, отвечающих тенденциям моды и, в то же время, предусматривающего экономный расход сырья. Решение этой задачи достигается посредством применения программных средств на этапе проектирования параметров строения ткани и технологических параметров ее изготовления.

В настоящее время оптимальные технологические параметры изготовления тканей определяются в основном экспериментально. Критериями оптимизации в зависимости от назначения ткани являются: обрывность нитей, параметры строения и свойства тканей. В ряде случаев для определения оптимальных параметров приходится решать компромиссную задачу.

В настоящее время отсутствует метод определения комплекса оптимальных технологических параметров расчетным путем. Используемые для расчета отдельных технологических параметров формулы не позволяют в достаточной степени оценить условия изготовления тканей на ткацком станке. Кроме того, при расчетах не учитывается целый ряд факторов, таких как параметры строения вырабатьюаемых тканей, свойства используемых нитей.

Целью данной работы является разработка автоматизированного метода расчета технологических параметров изготовления тканей заданного строения. Этот метод позволяет учесть параметры строения тканей, свойства используемых нитей, тип ткацкого станка, скоростной режим его работы и рассчитать основные технологические параметры.

Актуальность темы состоит в том, что составленные алгоритм и программа расчета на ПЭВМ позволят оперативно проводить расчеты и прогнозировать условия изготовления различных тканей на современном технологическом оборудовании на стадии проектирования тканей, определять возможность изготовления тканей на ткацких станках, решать многие вопросы расширения ассортимента тканей. Все расчеты проведены применительно к ассортименту тканей АО «Глуховский текстиль».

Научная новизна работы заюпочается в:

- разработке аналитического метода расчета натяжения основных и уточных нитей, обеспечивающих получение тканей заданного строения на основе линейной теории изгиба упругих стержней;

- установлении оптимального натяжения утка, обеспечивающего получение ткани одинакового строения при ее формировании и в суровом виде, и разработке программного обеспечения его расчета;

- проведении сравнительного анализа различных критериев оценки напряженности заправки ткацких станков;

- проведении расчетов оптимального заправочного натяжения основы и утка в зависимости от параметров процесса прибоя утка к опушке ткани и строения ткани.

Практическая значимость работы заключается в;

- оценке напряженности заправок ткацких станков при изготовлении тканей на АО «Глуховский текстиль» с целью выявления ассортиментных возможностей отечественного оборудования;

- разработке программного обеспечения для расчета критериев напряженности заправок ткацких станков, натяжения утка, необходимого для получения ткани заданного строения; заправочного натяжения основы и утка в зависимости от параметров процесса прибоя;

- разработке рекомендаций для получения тканей заданного строения, выбора ассортимента тканей, типа ткацкого станка.

Общие выводы по работе.

1. Проведен расчет напряженности заправок ткацких станков по существуюпщм критериям (коэффициент связности, коэффициент уплотненности, заполнение, коэффициент наполнения ткани) при изготовлении 11 артикулов тканей, вырабатываемых на АО «Глуховский текстиль. Установлено, что они учитывают технологические параметры изготовления тканей и свойства используемых нитей.

2. Проведен расчет повреждаемости основных нитей на основе использования критериев длительной прочности Бейли и В.В.Москвитина. Установлена напряженность заправок ткацких станков при изготовлении 11 артикулов хлопчатобумажных тканей из ассортимента АО «Глуховсютй текстиль», позволяющая выбрать тип ткацкого станка. Полученные результаты хорошо корригируют с данными обрывности основных нитей.

3. Разработан метод расчета натяжения основных нитей в процессе фронтального прибоя утка к опушке ткани, позволяюпщй вырабатывать ткани с порядком фазы строения тканей равным или приближенным к порядку фазы строения суровых тканей.

4. Установлено, что порядок фазы строения суровых и готовых тканей отличается друг от друга.

5. Проведен расчет натяжения основы и утка для 11 артикулов хлопчатобумажных тканей полотняного переплетения, позволяющий вырабатывать ткани с порядком фазы строения на станке таким же или близким к порядку фазы строения суровой ткани.

118

6. Установлено, что прочностные показатели тканей наблюдаются наилучшими у тканей, в которых порядок фазы строения одинаков при формировании элемента ткани на станке и в суровом виде.

7. Проведен расчет натяжения и деформации основы и утка в любой момент тканеформирования в любой зоне ткацкого станка с учетом вязкоупругих параметров используемых нитей.

8. Разработано соответствующее программное обеспечение, позволяющее автоматизировать расчеты повреждаемости основы, параметров строения тканей, технологических параметров изготовления тканей, что позволяет легко использовать предложенные методы в инженерной практике.

1. Алексеев К.Г. Основы расчета параметров строения и формирования тканей. М.: Легкая индустрия, 1973. - 168 с.

2. Власов П.В. Нормализация процесса ткачества. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 296 с.

3. Гордеев В.А. Динамика механизмов отпуска и натяжения основы ткацких Станков. М.: Легкая индустрия, 1965.

4. Гордеев В.А., Волков П.В. Ткачество. Учебник для ВУЗов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 209 с.

5. Колтунов М.А. Ползучесть и релаксация. М.: Высшая школа, 1976.- 22 с.

6. Кукин Т.Н., Соловьев А.Н. Текстильное материаловедение. Исходные текстильные материалы. -М.; Легпромбытиздат, 1985.-216 с.

7. Кукин Г.Н. и др. Текстильное материаловедение (волокна и нити).- М.; Легпромбытиздат, 1989.- 177 с.

8. ЛеготинВ.Н. Прибой утка и формирование нового элемента ткани. М.: МТИ, 1973.-191 с.

9. Мартьшова A.A., Черникина Л.А. Лабораторный практикум по строению и проектированию тканей. М.: Легкая индустрия, 1976. - 264 с.

10. Мигушов И.И. Механика текстильной нити и ткани. М.: Легкая индустрия, 1980.

11. Николаев С.Д. Прогнозирование изготовления тканей заданного строения: Учебное пособие. -М.: МТИ, 1990. 12 с.

12. Оников Э.А. Справочник по ткачеству.-М.: Легкая индустрия, 1979.- 487 с.

13. Попов Е.П. Теория и расчет гибких упругих стержней. М.: Наука, 1986.-296 с.

14. Розанов Ф.М. и др. Технология ткачества. М.: Легкая индустрия, 1967.

15. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности.-М.; Легкая индустрия, 1980. 392 с.

16. Севостьянов А.Г., Севостьянов П.А. Моделирование технологических процессов.-М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.- 344 с.

17. Светлицкий В.А. Механика гибких стержней и нитей. М.: Машиностроение, 1979. - 222 с.

18. Склянников В.П. Строение и качество тканей. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 169 с.

19. Соловьев А.Н., Кирюхин СМ. Оценка качества и стандартизация Текстильных материалов. -М.; Легкая индустрия, 1974. 248 с.

20. СурнинаН.Ф. Проектирование ткани по заданным параметрам. М.: 1973. - 142 с.

21. Ферри Д. Вязко)Ч1ругие свойства полимеров. М.: Иностранная литература, 1963. - 97 с.

22. Щербаков В.П., Журек В. Определение механических характеристик и расчеты нитей по теории вязкоупругости. М.: МТИ, 1980.

23. Щербаков В.П. Прикладная механика нити: Учебное пособие. М.: РИО МГТУ им. А.НКосыгина,2001.-301 с.

24. Диссертации и авторефераты.

25. Букаев П.Т. Разработка параметров оптимального процесса бесчелночного ткачества и критериев его оценки: Автореф. дне. д.т.н.-М., 1985.-45 с.

26. Васильчикова Н.Д. Проектирование строения и свойств меланжевых тканей из лавсановискозной пряжи: Дис.к.т.н. Л., 1968. - 132 с.

27. Гордеев В.А. Исследование работы механизмов отпуска и натяжения основы ткацьсих станков: Дис.д.т.н. М., 1953. - 317 с.

28. Зиятдинова В.В. Разработка оптимальных технологических параметров изготовления высокоплотных тканей на бесчелночных ткацких станках СТБ: Дис.к.т.н. М.,1995. - 38 с.

29. Иванов В.А. Разработка оптимальных технологических параметров изготовления тканей комбинированных переплетений на ткацком станке АТПР: Дне. к.т.н. -М., 1986.- 181 с.

30. Карева Т.Ю. Оптимизация параметров заправки и выработки тканей с поперечными и продольными полосами на бесчелночном ткацком станке: дис.к.т.н-м., 1992.-152 с.

31. Качеишвили Е.А. Исследование процесса натяжения нитей основы при работе станка СТБ со скоростной ремизоподъемной кареткой: Дис. к.т.н. -М., 1979.- 164с.

32. Кулейкина Т.В. Исследование процесса разрушения пряжи примногократном растяжении и износе от истирания: Дис. к.т.н. М., 1973. 191с.

33. Литовченко А.Г. Разработка метода проектирования и оптимальных параметров изготовления ткани из комбинированных нитей: Дис.к.т.н. -М., 1995.-28 с.

34. Мельяченко В.Ж. Разработка метода проектирования технологических параметров изготовления мебельно-декоративных тканей: Дис.к.т.н. М., 1982.-26 с.

35. МилашюсВ.М. Исследование релаксационных свойств тканей: Дис.д.т.н. Каунас: КИИ, 1974. - 327 с.

36. Николаев С.Д. Исследование процесса формирования хлопчатобумажных тканей с продольными полосами различного переплетения на бесчелночных ткацких станках СТБ: Дис.к.т.н. М., 1977. - 233 с.

37. Новикова O.A. Разработка метода проектирования и определение оптимальных параметров изготовлевня ткани комбинированных переплетений: Дис.к.т.н. М., 1996. - 137 с.

38. ОниковЭ.А. Непрерывный процесс тканеобразования: Дис.д.т.н.-М.: ЦНИИХБИ, 1981.-462 с.

39. Примаченко Б.М. Разработка путей оптимизации процесса прибоя уточной нити на ткацких станках: Автореф. к.т.н. Л., 1985. - 18 с.

40. Раченкова О.М. Разработка метода расчета рациональных параметров строения тканей различного переплетения с учетом технологии их изготовления: Дис.к.т.н. -М., 2000. 171 с.

41. Скорикова А.И. Проектирование полушерстяных плательных тканей оптимального строения: Дис.к.т.н. М., 1981. - 179 с.

42. Сталевич А.М. Исследование упруго-релаксационных свойств синтетических волокон технического назначения: Автореф. д.т.н. Л., 1973.

43. Степанов Г.В. Создание и технология получения технических тканей для производства композиционных материалов: Автореф. д.т.н. Иваново, 1985.-45 с.

44. Черникина Л.А. Проектирование шерстяных костюмных тканей по основным параметрам их строения: Дис.к.т.н. М., 1971. - 153 с.

45. Штайнц С. Разработка технической ткани «бумажное сито» и технологии ее изготовления: Дис. к.т.н. -М., 1984. 116 с.

46. Щербаков В.П. Научные основы переработки нитей в трикотажном производстве: Дис.д.т.н. М., 1984. - 324 с.

47. Юхин С.С. Разработка оптимальных технологических параметров выработки хлопчатобумажных тканей на бесчелночных ткацких станках: Автореф.дис.к.т.н. М., 1986. - 23 с.

48. Юхина Е.А. Определение оптимальных параметров строения и условий изготовления хлопколавсановых тканей: Дис.к.т.н. М.Д984. -171 с.1. З.Статьи.

49. Бзтсаев П.Т. Определение параметров элемента ткани полотняного переплетения // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.- 1984.-№1. -64-67 с.

50. Букаев П.Т. Оценка технологичности ткани // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1982. - №2.- 56-58 с.

51. Быкадоров Р.В., Чумаков М.В. Параметры ткани с переменной плотностью по утку // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1997. - № 4.

52. Гордеев В.А., Примаченко Б.М. Влияние длины уточной нити зарабатываемой в ткань, на процесс прибоя // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1987. - №1. - 51-54 с.

53. Ефремов Е.Д., Ефремов Д.Е., Ахунбабаев О.А., Шутова С.А., Врублевский В.А. Перемещение нитей основы вследствие прибоя на ткащсом стаже // Известия вузов. Технология текстильной прмыпшенности. 1985. - №5. - 29-32 с.

54. Ефремов Е.Д., Папшова Г.Ф. О формуле для деформации нитей основы от зевообразования и прибоя // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1987. - №2. - 43-45 с.

55. Ефремов Е.Д., Ефремов Д.Е., Воронин В.А. Зависимость между строением ткани и натяжением нитей основы и утка: Межвузовский сб. научи, тр. Иваново: ИвТИ, 1986. - 153-156 с.

56. Качеишвили Е.А., Власов П.В. Влияние технологических параметров заправки станка СТБ на плотность ткани по утку // Текстильная промышленность. -1978. №8.- 53-54 с.

57. Кузнецов А.М. О проекгировании тканей // Текстильная промышленность. 1951. - № 7.

58. Кукин Т.Н., Соловьев А.Н. Исследование релаксации деформации растяжения в текстильных материалах: Сб. трудов МТИ.- 1956.- т. 17.

59. Леготин В.П. Определение необходимой величины дозировки утка для получения определенного строения формируемой ткани: Тематический сб. научн. тр.- М.: МТИ, 1979.- 69-74 с.

60. Леготин В.Н.,. Розанов Ф.М. К вопросу о прибое уточной нити: Сб. научно-исследовательских трудов МТИ.- М.: Легкая индустрия, 1999.-Т.22.-164-170 с.

61. Лопухов М.И., Шампггейн А.И. Пути повышения качества хлопчатобумажных тканей, вырабатываемых на пневморапирных станках типа АТПР // Хлопчатобумажная промышленность. Обзорная информация.- 1985.-№3.-51 с.

62. Мартынов И.А. Влияние скорости станка АТПР-120 на технологические параметры выработки ткани и ее строение // Текстильная промышленность.- 1973.- №1.- 38 с.

63. Мигушов И.И. Определение скорости движения, силы натяжения и модулей жесткости нити на основе волновых процессов // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.- 1974. -№5.

64. Мигушов И.И. Исследование продольных колебаний формы и натяжения нити и ткани // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.- 1979.- №3.- 25 с.

65. Мигушов И.И., Кутузова И.Е. Метод определения характеристик изгибной жесткости текстильных и других материалов // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.- 1988.- №5.

66. Николаев С.Д.,Ляхова Е.В.,Раченкова О.М. Взаимосвязь технологических параметров строения тканей комбинированного класса переплетений: Тез.докл. Международная научно-техническая конференция. Иваново: Прогресс, 1996. - 99-100 с.

67. Блколаев С.Д. Разработка метода определения максимально-возможной частоты вращения главного вала ткацкого станка СТБ с использованием теории вязкоупругости: Тез. докл. Всесоюзная научно-техническая конференция.- М.: МГТА, 1995.- 10 с.

68. Николаев С.Д. Разработка метода определения вязкоупрзтих параметров нитей: Сб. науч. тр. ЦНИХБИ.-М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1988.- 196 с.

69. Николаев С.Д. и др. Теоретические основы определения жесткости нитей при изгибе // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.-1989.-№2.- 14-17 с.

70. Новиков Н.Г. О строении и проектировании ткани с помощью геометрического метода // Текстильная промышленность. 1946. - № 2.

71. Паукштене Л.В., Милашюс В.М. Исследование релаксационных свойств ткани на ткацком станке // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.- 1980.- №2.- 49-52 с.

72. Ракитских В.В., Склянников В.П. Влияние переплетения полиэфирных тканей на их восстановление после смятия и величину жесткости: Сб. научи, тр.- М., 1984.- 66-74 с.

73. Синицын В. А. Методика расчета параметров строения тканей с переменной плотностью расположения нитей // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1997. - № 5. - 40-44 с.

74. Склянников В.П., Сабов И.В. Изменение свойств тканей с течением времени // Текстильная промышленность 1986.- №5.- 64-67 с.

75. Сталевич А.М. Соотношение между параметрами ьфатковременной и длительной ползучести // Известия вузов. Текстильная промышленность.-1979.-№4.- 26-30 с.

76. Сталевич A.M. Деформация текстильных материалов при сложном законе статического нагружения // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.- 1979. №6.-12-16 с.

77. Сталевич А.М. и др. Экспресс метод определения параметров релаксации напряжения синтетических нитей // Известия в)гзов. Технология текстильной промышленности.- 1981.-№5.-17-21 с.

78. Сталевич З.Ф. Прогнозирование процесса релаксации те кс тур ир о ванных нитей // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. -1992.-№5.-9-11 с.

79. Тиранов В.Г. Качественное и количественное описание релаксационных процессов комплексных текстильных нитей на основе механической модели // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.-1983.-№5.-13-15с.

80. Тиранов В.Г. Описание нелинейной зависимости между напряжением и деформацией комплексных нитей // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.-1984.-№6.- 8-12 с.

81. Цирикадзе Ц.П. Совершенствование технологического процесса ткачества путем обработки шерстяных тканей инфракрасными лучами: Тез. докл. Одиннадцатая всесоюзная научно-техническая конференция -М.:МТИ, 1985.-81 с.

82. Щербаков В.П. Определение механических характеристик материалов по кривым релаксации для расчета нитей по теории вязкоупругости // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.- 1979.-№5.-23-26 с.

83. Щербаков В.П. Теоретические основы определения жесткости нитей при изгибе // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.-1987.-№4.-13-16 с.

84. Ямпщков СВ. Взаимосвязь между усилием и деформацией в упругонапряженной нити (пряже) // Известия вузов. Технология текстильной промышленности.- 1989.-№6.- 31-34 с.128